Технологии

Способы минимизации ошибок в расчётах по ГНСС

12 Августа 2021
Способы минимизации ошибок в расчётах по ГНСС

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) стали важной частью повседневной жизни. Они используются  для таких вещей, как навигация, топографическая съёмка и картографирование, и это лишь малая часть. Хотя геодезические приложения ГНСС невероятно мощны, они сталкиваются с ограничениями из-за неизвестных в их расчётах. Один из важных факторов, способствующих возникновению этих ошибок, – задержка в тропосфере, которая добавляет неопределённости расчётам местоположения из-за переменной задержки сигнала, проходящего от спутника к приёмнику.

Частично задержка в тропосфере вызвана присутствующими в тропосфере газами (азот, кислород, аргон и т.д.) и может изменяться в зависимости от температуры и атмосферного давления. Это называется гидростатическая задержка. Другой компонент задержки связан с водяным паром и конденсированной водой, которая содержится в облаках, что делает её весьма зависимой от погодных условий.

В недавнем выпуске GPS Solutions опубликовано исследование, проведённое Ханг Су из Университета Китайской академии наук. В нём изучалось влияние атмосферного давления и гидростатической задержки на геодезические приложения, поддерживаемые ГНСС. Поскольку точность рассчитанной гидростатической задержки в значительной степени зависит от изменений атмосферного давления, эта переменная является ключевым измерением для точного определения общей задержки в тропосфере. Для этого исследовательская группа изучила данные за 17 лет о местоположении 320 станций ГНСС с целью уточнения задержки, вызванной гидростатической задержкой.

Используя данные Европейского центра повторного анализа среднесрочных прогнозов погоды (ERA5), набора данных с почасовыми оценками погодных переменных, команда Ханг Су рассчитала атмосферное давление на высотах 320 станций ГНСС. Хотя атмосферное давление можно напрямую измерить некоторыми приборами, трудно получить точные результаты в глобальном масштабе с помощью отдельного прибора. Чтобы смягчить это, в 1948 году был разработан стандартный метод расчёта давления, который широко используется сегодня.

Однако этот стандартный метод может дать большую погрешность в расчётах атмосферного давления и гидростатической задержки, если станция ГНСС находится на большей высоте. Исследовательская группа стремилась оптимизировать этот стандартный метод, включив в уравнение не только высоту, но и широту, и температуру. Поскольку стандартный метод учитывает только высоту, это действительно усложняет процесс, но с этой оптимизацией они предложили пересмотренную модель атмосферного давления, основанную на 17-летних данных по ГНСС.

Эти модифицированные модели могут предоставить более точный метод определения локального и глобального атмосферного давления, тем самым уменьшая ошибки гидростатической задержки. Когда они протестировали свои улучшенные модели, они сообщили об улучшении расчётов давления примерно на 50%. Повышение точности определения местоположения может быть особенно полезно в геодезии, где мы должны понимать, как земная кора движется и деформируется с течением времени, а также понимать опасность землетрясений. Работа, которая уменьшает неопределённость, также открыла нам новые двери. Теперь станции используются в том числе и для измерения водяного пара в атмосфере на основе задержки в тропосфере. Улучшенный расчёт компонентов этой задержки также может помочь в этих измерениях.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam

Источник: По материалам UNAVCO Inc.
Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~4FrJ6
25.11.2025
Поскольку Луна становится центром новой космической гонки, военные США ищут новые способы отслеживания в лунном пространстве и около космических аппаратов и других объектов.
24.11.2025
Создание цифровых и умных производств в отечественной промышленности тормозит нехватку финансирования и квалифицированных кадров.
21.11.2025
Студенты кафедры «Искусственный интеллект и автономные системы управления» Севастопольского государственного университета приступили к решению практической инженерной задачи для компании «АВАКС-ГеоСервис». Их цель – разработать систему определения местоположения беспилотника на основе оптических данных, что особенно актуально в условиях нестабильного спутникового сигнала.
19.11.2025
Фраза «гниение мозга» стала широко использоваться для описания того, как бесконечный поток контента, не требующего значительных усилий для вовлечения, может негативно влиять на когнитивные способности человека. Постоянное потребление онлайн-информации приводит к снижению концентрации, ухудшению памяти и ослаблению способности к критическому мышлению и социальному анализу.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Киберугрозы как реальность сегодняшнего дня
В 2024 году в нашей стране было зарегистрировано более 765 тысяч правонарушений, совершённых с применением информационно-телекоммуникационных технологий, что составляет приблизительно 40% от общего объёма преступлений. Такие данные приводит новостной сайт Центра международной торговли со ссылкой на МВД РФ. В этом году их будет зарегистрировано ещё больше – можно ни разу не сомневаться. Цифровизация проникла во все сферы деятельности, сделав нашу жизнь продвинутой и комфортной – мы привыкли мгновенно оплачивать всё что хочешь через банковские приложения, управлять бизнесом в облаке, общаться в социальных сетях и одним кликом скупать содержимое маркетплейсов. Увы – вслед за этими удобствами идут массовые утечки персональных данных, промышленный шпионаж, репутационные риски, угрозы национальной безопасности и пр. Это не только экономические потери, но и серьёзные вызовы для государственного суверенитета и общественного доверия к цифровым системам.